利培酮对地卓西平诱导的精神分裂症模型大鼠认知功能及海马组织中谷氨酸受体1水平的影响

廖世棚，刘 宸，刘 毅

（湖北省武汉市武东医院，湖北 武汉 430084）

认知功能障碍是精神分裂症的主要临床表现，也是预测精神分裂症预后和评价抗精神病药物临床疗效的重要指标[1]。经典抗精神病药物在治疗疾病的同时也会加重认知功能障碍，而利培酮是新一代抗精神病药物，在治疗精神分裂症阴性和阳性症状的同时，还能改善患者的认知功能[2]。目前，精神分裂症的发病机制还不清楚，谷氨酸功能紊乱假说是目前研究最多的学说，ɑ-氨基-3-羟基 -5-甲基 -4-异 唑丙酸（AMPA）受体介导中枢神经系统兴奋性突触传递，在记忆学习和长时程增强或抑制方面具有重要作用[3]。谷氨酸受体 1（GluR1）是AMPA的重要组成部分，但在海马区的分布特征还不清楚[4]。本研究中采用地卓西平诱导大鼠产生精神分裂症，观察利培酮对其认知功能及海马组织GluR1表达水平的影响。现报道如下。

1 材料与方法

1．1 材料

动物：清洁级SD大鼠30只，雌性，2月龄，体质量220～240 g，购自山东省医学科学院实验动物中心（动物生产许可证号：SCXK＜鲁 ＞2009-0001)，适应性喂养7 d，实验期间自由饮水、进食，控制饲养环境昼夜循环（12 h ／12 h）。

仪器：Morris水迷宫（上海吉量软件科技有限公司）；蛋白电泳系统（美国 Bio-Rad公司）；5418R低温高速离心机（德国Eppendorf公司）。

试药：利培酮（西安杨森制药有限公司，国药准字H20010309，规格为每片 1 mg）；地卓西平（美国 Sigma公司，批号为 77086-22-7，规格为 200 mg／mL，纯度为98%）；注射用戊巴比妥钠（上海新亚药业有限公司，国药准字 H31021725，批号为 1002001，规格为每支0．1 g）；兔抗鼠 Anti-GluR1一抗（英国 Abcam 公司，批号为 SC-526）；辣根过氧化物酶（HRP）标记抗兔 IgG和GADPH二抗（武汉艾美捷科技有限公司，批号分别为 115-035-003，C1313）；电光学（ECL）发光液（美国Millipore公司，批号为WBLS0500，规格为每瓶100 mL）；其余试剂均为分析纯，水为纯化水。

1．2 方法

造模与分组、给药：将30只大鼠均分为3组，即正常对照组（等体积0．9%氯化钠溶液）、模型组（等体积0．9% 氯化钠溶液）和利培酮组（利培酮 0．05 mg ／kg）。模型组和利培酮组大鼠均给予腹腔注射地卓西平（0．60 mg／kg），每天 1 次，连续 14 d 以建立精神分裂症模型。造模同时各组大鼠灌胃相应药物，每天1次，连续14d。

大鼠共济失调程度和刻板行为评估：末次给药30 min后，对大鼠进行共济失调程度和刻板行为评估。参考Hoffman评分标准用4级评分法评价共济失调程度，每10 min评1次；参考Sams-Dodd评分标准评价刻板行为。用双盲法进行5级评分，取平均分进行统计；评分越高，症状越重。

Morris水迷宫实验：给药后第10 d，对大鼠进行水迷宫训练，以不同象限设4个入水点，记录大鼠爬上平台所需时间，连续进行4 d。给药结束1 d后撤去平台，记录大鼠目标象限内的游泳时间，并计算游泳速度，重复4次，取平均值。

Western Blot法检测GluR1蛋白水平：水迷宫实验结束30 min，后处死大鼠，分离脑组织，取右侧海马组织适量，加入蛋白裂解液，冰上匀浆2 h后，4℃下10 000 r／min离心 15 min，取上清液，进行蛋白定量；电泳、切胶；孵育一抗、4℃下孵育过夜，回收一抗，孵育二抗，室温振摇1 h，回收二抗，清洗3次，加ECL发光液，显影、定影、清洗后将条带灰度值数字化。目的条带与内参条带灰度比值为目的蛋白的相对表达量。

1．3 统计学处理

采用SPSS 19．0统计学软件分析。数据以均数±标准差（s）表示，两组间比较行 t检验。P＜0．05为差异有统计学意义。

2 结果

2．1 共济失调程度评分和刻板行为评分

由表1可知，与正常对照组比较，模型组大鼠共济失调评分和刻板行为评分明显升高（P＜0．05）；与模型组比，利培酮组大鼠共济失调程度评分和刻板行为评分明显降低（P ＜0．05）。

表1 各组大鼠共济失调程度和刻板行为评分比较（s，分，n＝10）

表1 各组大鼠共济失调程度和刻板行为评分比较（s，分，n＝10）

注：与正常对照组比较，＃P＜0．05；与模型组比较，P ＜0．05。下表同。

组别正常对照组模型组利培酮组共济失调程度评分0．42 ± 0．10 2．05 ± 0．52＃1．33 ± 0．25刻板行为评分0．70 ± 0．08 4．62 ± 0．73＃2．51 ± 0．42

2．2 Morris水迷宫实验结果

由表2可知，与正常对照组比较，模型组大鼠目标象限内的游泳时间明显缩短，游泳速度明显减缓（P＜0．05）；与模型组比较，利培酮组大鼠目标象限内的游泳时间明显延长，平均游泳速度明显增快（P＜0．05）。

表2 各组大鼠Morris水迷宫实验结果比较（s，n＝10）

表2 各组大鼠Morris水迷宫实验结果比较（s，n＝10）

组别正常对照组模型组利培酮组目标象限内的游泳时间（s）28．35 ± 3．46 16．43 ± 1．73＃23．43 ± 2．54游泳速度（m ／s）0．27 ± 0．02 0．17 ± 0．03＃0．23 ± 0．02

2．3 海马组织中GluR1蛋白水平

由表3、图1可知，与正常对照组比较，模型组大鼠海马组织中 GluR1蛋白水平明显增高（P＜0．05）；与模型组比较，利培酮组大鼠海马组织中GluR1蛋白水平明显降低（P ＜0．05）。

表3 各组大鼠海马中GluR1蛋白水平比较（s，n＝10）

表3 各组大鼠海马中GluR1蛋白水平比较（s，n＝10）

组别正常对照组模型组利培酮组GluR1蛋白水平0．65 ± 0．13 1．93 ± 0．19＃1．47 ± 0．28

图1 大鼠海马组织中GluR1蛋白水平表达图

3 讨论

超过85%的精神分裂症患者可能发生认知功能障碍，且在疾病早期就出现[5]。精神分裂症患者生活质量的提高和社会功能的恢复需要良好的认知功能，因此，对其认知功能障碍的发病机制进行研究对于该病的治疗有重要意义。地卓西平常用于建立精神分裂症动物模型，对 N-甲基-D-天冬氨酸具有受体高亲和力非竞争性拮抗作用[6]。目前采用Morris水迷宫、高架十字迷宫等实验来测定动物的认知功能，Morris水迷宫实验主要用于测定动物的空间记忆能力，可排除动物情绪改变的干扰，尤其适用于与海马组织密切相关的认知功能的测定[7]。本研究中采用地卓西平腹腔注射方式，成功建立了大鼠精神分裂症模型。

经典抗精神病药物如氯丙嗪、奋乃静等对精神分裂症患者的阳性症状具有良好的缓解作用，但对认知障碍症状疗效不明显，甚至会加重病情。以利培酮、氯氮平、阿立哌唑、齐哌西酮等为代表的非经典抗精神病药物已逐渐取代经典抗精神病药物。这些非经典抗精神病药物改善精神分裂症患者的阴性和阳性症状效果良好，同时可减少锥体外系反应，改善认知功能[8]。利培酮为5-羟色胺 2（5-HT2）和多巴胺 2（D2）受体拮抗剂，能改善认知功能，对精神分裂症患者的预后和结局具有重要影响[9]。但利培酮改善精神分裂症患者认知功能的机制尚不清楚。目前研究者较认同的学说是谷氨酸功能失常学说，其核心是谷氨酸受体缺陷导致中枢神经系统兴奋-抑制失衡[10-11]。中枢神经系统中谷氨酸受体包括AMPA和NMDA受体[12]。AMPA受体是由4种亚单位(GluR1，GluR2，GluR3，GluR4)组成的异源型 4 聚体复合物，其数量决定了神经元的兴奋程度，是突触传递的决定因素，在学习和记忆中发挥重要作用[13]。GluR1是AMPA受体最主要的受体，当受到长时程强刺激后，含有GluR1的AMPA受体最先插入到突触后膜，然后才出现持续增强的突触传递，所以GluR1与学习、记忆力密切相关[14]。海马是学习、记忆的主要部位，海马神经元突触数量减少可引起学习、记忆力下降。精神分裂症患者海马神经元会出现排列紊乱、密度和数量减少等病理改变。研究提示，GluR1表达水平的升高可抑制海马区神经元突触的传递，明显降低海马神经元的病理改变[15]。本研究结果提示，利培酮对精神分裂症模型大鼠认知功能的改善作用可能与海马组织中GluR1蛋白水平有关。

综上所述，利培酮对精神分裂症大鼠认知功能有一定保护作用，其机制可能与抑制海马组织中GluR1的表达而改善认知功能有关。